I robot sono la chiave dell’automazione dei processi da decenni e rimangono una presenza fissa sulle linee di assemblaggio automobilistiche e in altri ambienti di produzione. Tuttavia, di solito le questioni legate alla sicurezza separano i robot dagli esseri umani. Oggi, comunque, l’innovazione sta ribaltando questo rapporto e avvicinando i robot collaborativi, o cobot, ai loro compagni di squadra umani.
Grazie al machine learning e alla dotazione di sofisticate tecnologie di rilevamento, i cobot lavorano in sicurezza al fianco degli esseri umani. Svolgendo compiti pericolosi, ripetitivi e sempre più complessi, stanno cambiando le catene di montaggio e in definitiva potrebbero trasformare il design industriale a mano a mano che i produttori scoprono come la collaborazione tra esseri umani e cobot può aumentare l’efficienza operativa.
La tecnologia a semiconduttori permette di fare progressi nel controllo dei motori, nel rilevamento e nelle comunicazioni industriali che consentono ai cobot di funzionare in modo efficiente e sicuro in fabbrica vicino agli esseri umani.
I semiconduttori stanno trasformando la futura generazione di robot in cinque modi:
- Le dimensioni ridotte aumentano l’autonomia
I robot che assemblano automobili e altri prodotti pesanti sono grandi e imponenti, ma i cobot che entrano negli odierni ambienti industriali sono più piccoli, più leggeri, più portatili e possono essere personalizzati per svolgere compiti specifici. Questi cobot più piccoli sono resi possibili da miglioramenti nel fattore di forma, che consentono di progettare più componenti elettronici in unità sempre più piccole senza sacrificare l’efficienza energetica o la precisione.
Oltre a ridurre le dimensioni dei cobot, l’elettronica consente di integrare maggiori capacità di elaborazione e più intelligenza per consentire alle macchine di operare in autonomia anziché tramite comandi o controlli da un cloud o da un’unità di elaborazione centralizzata.
Infine, i cobot più piccoli consentiranno ai produttori di rispondere alle richieste di nicchia per prodotti personalizzati senza apportare modifiche significative alle linee di produzione. I produttori potranno riconfigurare i cobot in base alle loro esigenze per gestire l’inventario e i costi senza interrompere le operazioni.
- Le tecnologie di rilevamento migliorano l’agilità
Le precedenti generazioni di robot per l’automazione industriale si affidavano a sei-otto assi (o gradi di libertà) per il controllo e la coordinazione del movimento. I cobot, invece, ora possono operare con dozzine di assi, permettendo di compiere movimenti più dettagliati e precisi.
Le tecnologie di rilevamento, come l’innovazione a onde millimetriche industriali (mmWave), rendono possibile raggiungere questa precisione. Le telecamere e la tecnologia mmWave cooperano per aiutare i cobot a rilevare le persone e i loro movimenti, consentendo loro di lavorare insieme in sicurezza.
Il segreto dei cobot è analizzare rapidamente i dati e prendere decisioni in tempo reale. Questo livello di comunicazione tra fotocamera, sensore e motore di elaborazione locale richiede connessioni ad alta velocità e la potenza di elaborazione offerta dai semiconduttori.
Questi requisiti avanzati di elaborazione e comunicazione in tempo reale spingono la tendenza verso standard di comunicazione dati più veloci, passando da applicazioni di comunicazione Ethernet da 100 megabit a quelle a 1 gigabit. I protocolli industriali come EtherCAT sono in una fase di transizione da EtherCAT a Gigabit EtherCAT. Al tempo stesso, ridurre al minimo il cablaggio che trasporta questi dati è un ulteriore aspetto da considerare per i cobot decentralizzati; inoltre, la potenza di elaborazione è importante nella gestione di comunicazioni rapide su un minor numero di fili.
- Il machine learning favorisce l’efficienza
I progressi nel machine learning sono un ulteriore fattore nella crescente implementazione dei cobot, in quanto permette loro di imparare dagli esseri umani e gli uni dagli altri. Le applicazioni in fase di attuazione permettono ai cobot di imparare le attività osservando gli esseri umani mentre le eseguono, proprio come farebbe qualsiasi apprendista umano. Ciò consente di risparmiare tempo che prima sarebbe servito per la programmazione. I cobot possono quindi “insegnare” ad altri cobot condividendo le informazioni apprese tramite connessioni locali o direttamente sul cloud.
Se utilizzati lungo la catena di approvvigionamento per la gestione dell’inventario, per lo stoccaggio e per l’evasione degli ordini, in definitiva i robot collaborativi potrebbero gestire in autonomia le proprie operazioni e i propri programmi di produzione in modo da gestire le oscillazioni di domanda e offerta.
- Gestione efficiente dell’alimentazione per migliorare la flessibilità
L’implementazione dei robot collaborativi può porre sfide uniche in termini di alimentazione e gestione. Le fabbriche dovranno garantire la massima efficienza possibile nella gestione dell’energia da un punto di vista termico e della corrente assorbita.
L’elettronica genera “rumore” digitale che può interferire con i campi magnetici. La gestione delle interferenze elettromagnetiche da parte delle fabbriche è una sfida di progettazione. Trovare soluzioni flessibili per la gestione del carico e progettare sistemi implementabili utilizzando gli attuali formati di ingombro per l’alimentazione sono ulteriori sfide che i fornitori di semiconduttori stanno cercando di risolvere in collaborazione con i clienti.
- Andare oltre la fabbrica
I cobot scendono in campo anche nella telemedicina, nell’assistenza agli anziani e in settori come l’estrazione mineraria, la produzione di petrolio e gas. Anche l’istruzione può costituire un terreno fertile per i cobot.
I robot collaborativi non sostituiranno la manodopera degli esseri umani, ma contribuiranno a scatenare il loro ingegno rendendoli più flessibili, efficienti e reattivi alle esigenze dei clienti. Le menti umane continueranno a produrre innovazioni, ma i cobot, grazie alla tecnologia a semiconduttori, saranno un aiuto nel trasformare in realtà quelle idee brillanti.
